Пригадайте: хімічні властивості спиртів (за § 14).

Хімічні властивості етаналю

Ю. Лібіх одним із перших почав досліджувати альдегіди й першим синтезував етаналь. Він вважав альдегіди проміжним продуктом процесу окиснення етанолу до етанової кислоти. І його точка зору не позбавлена сенсу. Наведена схема ілюструє проміжне положення альдегідів:

Ця схема також відображає окисно-відновні властивості та методи одержання альдегідів: альдегіди можна одержати зі спиртів (окис-ненням) та з карбонових кислот (відновленням). Отже, хімічними властивостями альдегідів є окиснення (до карбонових кислот) та відновлення (до спиртів).

1. Окиснення. Дією різних окисників альдегіди легко окисню-ються до карбонових кислот. Як і у випадку зі спиртами, в рівняннях реакцій простіше замість формули окисника записувати схематично атом Оксигену.

У загальному вигляді:

Для етаналю:

Як окисники застосовують калій перманганат KMnO₄, калій дихромат K₂Cr₂O₇, селен(^) оксид SeO₂, аргентум(I) оксид Ag₂O (амо-ніачний розчин), купрум(П) гідроксид Cu(OH)₂.

Демонстраційний дослід: окиснення альдегідів амоніачним розчином аргентум(і) оксиду

У колбу з розчином аргентум(і) нітрату доливаємо розчин амоніаку. У ході реакцій спочатку випадає жовтуватий осад аргентум(і) оксиду (мал. а):

а потім осад розчиняється в надлишку розчину амоніаку з утворенням комплексної сполуки Аргентуму:

До отриманого розчину додаємо розчин метаналю (формалін) і обережно нагріваємо на водяній бані або в стакані з гарячою водою (мал. б). Аргентум(і) оксид окиснює альдегід з утворенням кислоти та срібла:

Через деякий час на стінках колби виділене срібло утворює наліт — дзеркало (мал. в). Тому окиснення альдегідів амоніачним розчином аргентум(і) оксиду називають реакцією срібного дзеркала і використовують як якісну реакцію для виявлення альдегідів у розчинах.

Демонстраційний дослід: окиснення альдегідів свіжодобутим купрум(іі) гідроксидом

Альдегіди також можна окиснити купрум(іі) гідроксидом. Спочатку добуваємо свіжий осад купрум(іі) гідроксиду дією лугу на купрум(іі) сульфат (мал. а). Додаємо формалін і підігріваємо на пальнику. Метаналь окиснюється купрум(іі) гідроксидом з утворенням метанової кислоти та жовтого осаду купрум(і) гідроксиду (мал. б):

Після утворення купрум(І) гідроксид розкладається з утворенням морквяно-червоного осаду купрум(І) оксиду (мал. в):

Цю реакцію також використовують для виявлення альдегідів.

Пригадайте, у 9 класі ви дізналися про отруйність метанолу та п'янку дію етанолу. Така дія спиртів на організм пов'язана саме з реакціями їх окиснення в організмі. У разі потрапляння в організм людини спирт з кров'ю надходить у печінку. Печінка ідентифікує його як отруйну речовину і робить те, що вона зазвичай робить з отрутами,— окиснює. Але продукти окиснення спиртів — альдегіди — набагато токсичніші й небезпечніші за спирти. Метаналь — продукт окиснення метанолу — із печінки з кров'ю потрапляє в мозок і руйнує нервову тканину, зокрема уражає зоровий нерв. Унаслідок цього людина починає втрачати зір аж до повної сліпоти. Крім того метаналь уражає дихальні шляхи та репродуктивні органи. Якщо не вжити певних заходів, може настати смерть. Етаналь не настільки небезпечний, але алкогольне отруєння ним також може призвести до тяжких наслідків.

2. Відновлення. Під час пропускання суміші випарів альдегідів з воднем над каталізатором (Ni) відбувається приєднання молекули водню з розірванням подвійного зв’язку, як в алкенів. У результаті реакції утворюються спирти:

На прикладі етаналю:

Попри все це альдегіди — клас сполук з найрізноманітнішими хімічними властивостями, яких налічується кілька десятків. Дослідженню цих властивостей присвячені роботи таких видатних учених, як Ш. А. Вюрц, М. Г. Кучеров, Л. Кляйзен, О. П. Бородін тощо.

Методи одержання етаналю

1. Окиснення спиртів. Із цією реакцією ви вже детально ознайомилися під час вивчення хімічних властивостей спиртів (§ 14). Тут зазначимо тільки рівняння реакції окиснення етанолу купрум(ІІ) оксидом:

2. Гідратація етину (реакція Кучерова). Цей метод ви також уже вивчали як хімічну властивість етину (§ 10). За наявності солей Мер-курію(ІІ) молекула етину приєднує молекулу води й перетворюється на вініловий спирт, який одразу перетворюється на етаналь:

Ця реакція є одним із промислових способів добування етаналю.

Ключова ідея

Альдегіди — проміжні продукти окиснення спиртів до карбонових кислот. Контрольні запитання

287. Схарактеризуйте хімічні властивості та методи одержання альдегідів на прикладі етаналю.

Завдання для засвоєння матеріалу

288. Поясніть, як за допомогою одного реактиву можна визначити, в якій із двох пробірок міститься етаналь, а в якій — гліцерол.

289. Складіть рівняння реакцій для здійснення перетворень за схемами:

Комплексні завдання

290. Обчисліть масу пропаналю, що прореагував з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду, якщо при цьому утворилося срібло масою 43,2 г.

291. Обчисліть об'єм етену, необхідний для одержання етаналю масою 330 г.

292. Обчисліть масу етанолу, одержаного відновленням етаналю масою 154 г.

293. У реакції срібного дзеркала утворилося срібло масою 1,08 г. Обчисліть масу етаналю, що вступив у реакцію.

294. Під час взаємодії 0,5 моль етину з водою утворився альдегід. Обчисліть масу срібла, що виділиться під час окиснення цієї кількості альдегіду амоніачним розчином аргентум(І) оксиду.

295. Під час окиснення етанолу витрачено купрум(ІІ) оксид масою 12 г. Обчисліть масу утвореного альдегіду.

296. Технічний кальцій карбід містить 20 % домішок. Обчисліть масу етаналю, що можна добути з 0,8 кг такого карбіду.

 

 

Це матеріал з підручника Хімія 10 клас Григорович